→ تعريفات الخصائص الهيكلية

مقاومة الصقيع

مقاومة الصقيع

تتعرض العديد من هياكل البناء (جدران وأساسات المباني ودعائم الجسور وأسطح الطرق) للتأثير المشترك للرطوبة ودرجات الحرارة المتناوبة، مما يؤدي تدريجياً إلى تدميرها. سبب التدمير هو تمدد الماء (بحوالي 9%) عند تجميده.

مقاومة الصقيع هي قدرة المادة في حالة مشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان المتكرر بالتناوب دون وجود علامات واضحة للتدمير. يتكون اختبار مواد البناء لمقاومة الصقيع من التجميد والذوبان بالتناوب الدوري في حالة مشبعة بالماء وتحديد فقدان الكتلة والقوة بواسطة المادة. يتم تجميد العينة ثم تذويبها في دورة واحدة؛ يجب ألا تتجاوز مدة الدورة 24 ساعة. يتم إجراء عدد دورات الاختبار وفقًا لـ GOST للمادة. وبالتالي، يجب أن تتحمل الخرسانة المستخدمة في تشييد جدران المباني 35...50 دورة، والخرسانة للهياكل الهيدروليكية - 300 دورة أو أكثر.

تلك المواد التي اجتازت اختبار مقاومة الصقيع هي تلك التي، بعد عدد دورات التجميد والذوبان التي حددتها لها GOST، ليس لديها علامات واضحة للتدمير (لا تنهار، لا تتشقق، لا تتفكك). بالإضافة إلى ذلك، يجب ألا يتجاوز فقدان قوة ووزن العينات القيم التي حددتها GOST لهذه المادة. على سبيل المثال، بالنسبة للخرسانة، لا يزيد فقدان القوة عند اختبار مقاومة الصقيع عن 5٪، أما بالنسبة للطوب والملاط فلا يزيد عن 25٪؛ يجب ألا يتجاوز فقدان الوزن عند اختبار الطوب 5٪.

يتم اختبار المواد للتأكد من مقاومتها للصقيع في المنشآت المزودة بآلات التبريد التي تخلق درجات حرارة منخفضة بسبب تبخر الغازات المكثفة (المضغوطة والمحولة إلى سائلة): الأمونيا والفريون وما إلى ذلك.

في وحدة التبريد بضاغط الفريون (الشكل 3.5)، يدخل الفريون السائل إلى المبخر تحت ضغط 0.5...0.8 ميجاباسكال من جهاز الاستقبال عبر الخانق. يكون المقطع العرضي لأنابيب المبخر أكبر بكثير من المقطع العرضي للخانق؛ ونتيجة لذلك، ينخفض ​​ضغط الفريون في المبخر بشكل حاد (إلى 0.05...0.1 ميجاباسكال) ويتبخر الفريون، ويدخل في حالة تبخر. الحالة الغازية. تحدث هذه العملية مع امتصاص الحرارة، ففي غرفة التبريد التي يوضع فيها المبخر، تنخفض درجة الحرارة إلى -16...-20 درجة مئوية. من المبخر، تدخل أبخرة الفريون إلى الضاغط، حيث يتم ضغطها مرة أخرى إلى 0.5...0.8 ميجا باسكال، بينما ترتفع درجة حرارة الفريون. بعد ذلك، في المكثف، يتم تبريد الفريون بواسطة الهواء أو الماء المحيط، ويتكثف ويدخل إلى جهاز الاستقبال في صورة سائلة.

يتم تحديد مقاومة الصقيع للمواد المختلفة سواء على المنتجات الكاملة أو على العينات المصنوعة خصيصًا أو المثقوبة من المنتجات. يتم تحديد شكل وأبعاد عينات المواد المختلفة بواسطة GOST لهذه المواد.

يتم قياس العينات ووزنها بالحالة المحددة في المعيار ووضعها في حمام لتشبعها بالماء. يتم مسح العينات المشبعة بالماء بخفة بقطعة قماش، ثم يعاد وزنها وتوضع في الثلاجة عند درجة حرارة لا تزيد عن -16 درجة مئوية. في الحجرة، توضع العينات على صينية معدنية مع ترك فترات زمنية بينها لتبريد أفضل. إذا تم وضع العينات في عدة صفوف في الارتفاع، فسيتم وضعها على منصات بسمك لا يقل عن 20 ملم. يجب ألا يزيد الحجم الإجمالي للعينات المحملة في الغرفة عن 50% من حجم الغرفة.

تتم إزالة العينات المجمدة من الحجرة وتوضع لتذوب في حمام من الماء عند درجة حرارة 18...20 درجة مئوية. بعد الذوبان الكامل، تتم إزالة العينات من الحمام، ومسحها بقطعة قماش ناعمة، وفحصها ووضعها مرة أخرى في الثلاجة. بعد عدد الدورات المحددة بواسطة المعيار لمادة معينة، يتم وزن العينات واختبار قوتها بعد الذوبان التالي في الماء.

يمكن تحديد مقاومة الصقيع للمادة بطرق متسارعة، تتكون، على سبيل المثال، من عينات مادة مشبعة في محلول كبريتات الصوديوم (البند 10.6) أو عن طريق التجميد العميق (حتى -60 درجة مئوية) (البندان 12، 13).

في علم مواد البناء، يرتبط مفهوم مقاومة الصقيع بالتأثير على المادة بعاملين رئيسيين:

– تأثير درجات الحرارة المنخفضة (للمواد الكثيفة تمامًا مثل الزجاج والمعادن والمواد البوليمرية، وما إلى ذلك)؛

- التأثير المشترك لدرجات الحرارة المنخفضة والماء (للمواد ذات البنية المسامية الدقيقة، مثل المواد الحجرية الطبيعية والاصطناعية، بما في ذلك سيراميك البناء والخرسانة والملاط وما إلى ذلك).

وبالتالي، بالنسبة للمواد الكثيفة، فإن مقاومة الصقيع هي قدرة المادة على الحفاظ على خصائص أدائها عند درجات حرارة منخفضة. يتم فرض المتطلبات على هذه المواد اعتمادًا على ظروف تشغيلها. في معظم الحالات، الشرط الرئيسي هو الحفاظ على سلامة الهيكل.

ترتبط آلية تدمير هيكل المادة في ظل التغيرات في درجات الحرارة بظاهرة التمدد والضغط والتغيرات في الخواص المرنة للمادة. في درجات الحرارة المنخفضة، تصبح المادة أكثر هشاشة وهشة وتنخفض قوة التأثير بشكل حاد. وهذا ينطبق إلى حد كبير على المواد والمعادن البوليمرية.

لتقييم مقاومة الصقيع للبوليمرات عمليًا، غالبًا ما يستخدم معامل مقاومة الصقيع المشروط، والذي يتم تحديده بواسطة الصيغة

كمرز = RT / R20،

حيث كمرز هو معامل مقاومة الصقيع بالوحدات؛

RT وR20 - قوة الانحناء القصوى للعينات، على التوالي، عند درجة حرارة التشغيل وعند 20 درجة مئوية، ميجاباسكال.

مقاومة الصقيعالمواد الحجرية الطبيعية والاصطناعية - قدرة المادة على تحمل التجميد والذوبان المتكرر بالتناوب في حالة مشبعة بالماء دون وجود علامات واضحة للتدمير وانخفاض مقبول في القوة.

يمكن تقسيم التأثير المدمر للصقيع على غلاف المبنى إلى ثلاث فترات رئيسية: تشبع الماء والتجميد والتدمير في الواقع.

خلال الفترة الأكثر رطوبة من السنة، يحدث تشبع مائي للطبقة السطحية للهيكل المغلق.

ومع انخفاض درجة الحرارة المحيطة، تبرد الطبقات الخارجية للهيكل تدريجيًا، مما يؤدي إلى توجيه مقدمة درجات الحرارة المنخفضة إلى داخل الهيكل.

وفي الوقت نفسه، يتحرك بخار الماء الموجود في المنطقة المقابلة للهيكل من الحرارة إلى البرودة، لأن ضغطه عند درجات الحرارة السلبية أقل منه عند درجات الحرارة الإيجابية. عند دخول منطقة ذات درجات حرارة منخفضة، يتكثف بخار الماء في المسام القريبة من السطح الخارجي للهيكل المحيط (الشكل 4.29).

عندما يحدث صقيع طفيف حتى (-5 ÷ -8 درجة مئوية)، فإن الماء الموجود في المسام الكبيرة، الذي يتجمد ويتحول إلى جليد، يخلق حالة من الضغط في المادة.

أرز. 4.29. توزيع درجة الحرارة في الجدار الخارجي للمبنى (أ) وملء المسام بالماء (ب) بالقرب من السطح الخارجي: 1 – الماء الممتز. 2 - المكثفات. 3 - الفم. 4- مياه الأمطار

مقاوم المياه- قدرة المادة على الحفاظ على قوتها عند تشبعها بالماء: ويتم تقديرها من خلال معامل التليين K SIZE، والذي يساوي نسبة قوة الانضغاط النهائية للمادة في حالة مشبعة بالماء R في MPa، إلى القوة القصوى للمادة الجافة R الجافة، MPa:

يتم تقييم مقاومة الماء عادةً كميًا بواسطة كتلة الماء (بالنسبة المئوية) التي تمتصها العينة (بواسطة ما يسمى بامتصاص الماء)، أو بالوزن النسبي. تغيير s.l. المؤشرات (في أغلب الأحيان الأبعاد الخطية أو الخواص الكهربائية أو الميكانيكية) بعد فترة معينة من البقاء في الماء. كقاعدة عامة، تتميز مقاومة الماء بمعامل. تليين Kp (نسبة قوة الشد أو الضغط أو الانحناء للمادة المشبعة بالماء إلى قيمتها المقابلة في الحالة الجافة). تعتبر المواد التي تحتوي على Kp أكبر من 0.8 مقاومة للماء. وتشمل هذه، على سبيل المثال، العديد من المعادن والسيراميك الملبد والزجاج.

نفاذية الماء- قدرة المادة على تمرير الماء تحت الضغط. إن خاصية نفاذية الماء هي كمية الماء التي تمر عبر 1 م 2 من سطح المادة خلال 1 ثانية عند ضغط ماء معين. لتحديد نفاذية الماء، يتم استخدام أجهزة مختلفة لإنشاء ضغط الماء المطلوب من جانب واحد على سطح المادة. تعتمد طريقة التحديد على الغرض ونوع المادة. تعتمد نفاذية الماء على كثافة المادة وبنيتها. كلما زاد عدد المسام في المادة، وكلما كانت هذه المسام أكبر، زادت نفاذية الماء.

ضد للماء(إنجليزي) ضيق الماء) - خاصية المادة التي تقاس بالمتر الدولي أو بالباسكال وتظهر عند قيم الضغط الهيدروستاتيكي التي تفقد هذه المادة قدرتها على عدم امتصاص الماء أو تمريره من خلال نفسها.

تحديد مقاومة الماء عن طريق "النقطة الرطبة" بناءً على قياس الضغط الأقصى الذي لا يتسرب عنده الماء عبر العينة؛

تحديد مقاومة الماء عن طريق معامل الترشيح. يعتمد على تحديد معامل الترشيح عند ضغط ثابت من الكمية المقاسة من الترشيح ووقت الترشيح؛

طريقة سريعة لتحديد معامل الترشيح (مقياس الترشيح)؛

طريقة سريعة لتحديد مقاومة الخرسانة للماء من خلال مقاومتها للهواء.

1. مقاومة الصقيع لمواد البناء. طرق التحديد. تصميمات ذات متطلبات متزايدة لمقاومة الصقيع.

مقاومة الصقيع- خاصية المادة المشبعة بالماء لتحمل التجميد والذوبان المتكرر بالتناوب دون ظهور علامات التدمير وانخفاض كبير في القوة.

لا يحدث تدمير المادة إلا بعد التجميد والذوبان المتكررين.

يتم اختبار المواد لمقاومة الصقيع عن طريق التجميد البديل وإذابة العينات. يجب أن تكون درجة حرارة التجميد (-20 ± 2) درجة مئوية. يجب أن يتم الذوبان في الماء عند درجة حرارة 15 - 20 درجة مئوية. لتحديد مقاومة الصقيع، وعادة ما تستخدم وحدات التبريد الأمونيا.

يتم وضع علامة على مكعبات أو أسطوانات العينات ذات أبعاد لا تقل عن 5 سم (للمواد المتجانسة 3 والمواد غير المتجانسة 5 قطع) ويتم فحصها باستخدام عدسة مكبرة وإبرة فولاذية للتأكد من عدم وجود شقوق أو تلف أو ما إلى ذلك على سطحها. يتم تشبع العينات بالماء حتى وزن ثابت ووزنها ثم توضع في الثلاجة وتحفظ عند درجة حرارة (-202) درجة مئوية لمدة 4 ساعات. بعد هذا الوقت، يتم إخراجها من الثلاجة ووضعها في حمام ماء في درجة حرارة الغرفة لمدة 4 ساعات حتى تذوب. بعد الذوبان، يتم فحص العينات بحثًا عن أي ضرر. في حالة ظهور شقوق أو شقوق، يتم إيقاف الاختبار. إذا لم يتم ملاحظة أي عيوب، يستمر الاختبار بوضع العينات مرة أخرى في الثلاجة لمدة 4 ساعات.

تخضع العينات للتجميد والذوبان والتفتيش بشكل متسلسل عدة مرات على النحو المنصوص عليه في الوثيقة التنظيمية للمادة التي يتم اختبارها.

بعد الاختبار، يتم مسح العينات بقطعة قماش مبللة ووزنها. يتم حساب فقدان الوزن باستخدام الصيغة٪:

, (10)

حيث m هي كتلة العينة المجففة قبل الاختبار، g؛

م 1 – نفس الشيء بعد الاختبار ز.

تعتبر المادة قد اجتازت الاختبار إذا لم يكن لديها أي علامات واضحة للتدمير، بعد عدد دورات التجميد والذوبان التي تحددها الوثيقة التنظيمية، ولا تفقد أكثر من 5٪ من كتلتها. تتطلب هذه الطريقة معدات خاصة والكثير من الوقت. إذا كان من الضروري إجراء تقييم سريع لمقاومة الصقيع للمادة، يتم استخدام طريقة سريعة باستخدام محلول كبريتات الصوديوم.

طريقة معجلة

يتم تجفيف العينات المحضرة إلى وزن ثابت، ووزنها، ووضع علامات عليها، وغمرها في محلول مشبع من كبريتات الصوديوم في درجة حرارة الغرفة لمدة 20 ساعة. ثم يتم وضعها في خزانة التجفيف لمدة 4 ساعات، حيث يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند 115 درجة مئوية. بعد ذلك، يتم تبريد العينات إلى درجة الحرارة العادية، ثم يتم غمرها مرة أخرى في محلول كبريتات الصوديوم لمدة 4 ساعات ثم يتم وضعها مرة أخرى في خزانة التجفيف لمدة 4 ساعات. يتم تكرار هذا الاحتفاظ بالعينات بالتناوب في محلول كبريتات الصوديوم والتجفيف 3 و5 و10 و15 مرة، وهو ما يتوافق مع 15 و25 و50-100 و150-300 دورة من التجميد والذوبان. تعتمد هذه الطريقة على حقيقة أن المحلول المشبع من كبريتات البوتاسيوم، الذي يخترق مسام المادة عند التجفيف، يصبح مفرط التشبع ويتبلور، ويزداد حجمه. في هذه الحالة تنشأ ضغوط تتجاوز بشكل كبير الضغوط الناجمة عن تجميد الماء. ولذلك، فإن دورة واحدة من الاختبارات المتسارعة تعادل 5 – 20 دورة من الاختبارات التقليدية

أو متغير آخر:

تعتبر المادة مقاومة للصقيع إذا انخفضت قوتها بنسبة لا تزيد عن 15-25٪، بعد تحديد عدد دورات التجميد والذوبان في حالة مشبعة بالماء، ولا يتجاوز فقدان الوزن بسبب التقطيع 5٪. تتميز مقاومة الصقيع بعدد دورات التجميد المتناوب عند -15، -17 درجة مئوية والذوبان عند درجة حرارة 20 درجة مئوية. يعتمد عدد الدورات (الدرجة) التي يجب أن تتحملها المادة على ظروف خدمتها المستقبلية في الهيكل وعلى الظروف المناخية. بناءً على عدد دورات التجميد والذوبان التي يمكن تحملها (درجة مقاومة الصقيع)، يتم تقسيم المواد إلى درجات Mrz 10، 15، 25، 35، 50، 100، 150، 200 وأكثر. في ظروف المختبر، يتم التجميد في غرف التبريد. تعطي دورة أو دورتان من دورات التجميد في غرفة التبريد تأثيرًا يقارب 3-5 سنوات من التأثير الجوي.

عند اختيار درجة المواد على أساس مقاومة الصقيع، يتم أخذ نوع هيكل المبنى وظروف تشغيله والمناخ في منطقة البناء بعين الاعتبار. تتميز الظروف المناخية بمتوسط ​​درجة الحرارة الشهرية لأبرد شهر وعدد دورات التبريد والاحترار المتناوبة حسب الأرصاد الجوية طويلة المدى. عادة ما يكون معدل الصقيع للخرسانة خفيفة الوزن والطوب والأحجار الخزفية للجدران الخارجية للمباني في حدود 15-35 للخرسانة لبناء الجسور والطرق - 50-200 للهياكل الهيدروليكية - حتى 500 دورة. تعتمد متانة المبنى على مقاومة الصقيع. المواد في الهياكل المعرضة لأجهزة الصراف الآلي. العوامل والمياه.

تصميمات ذات متطلبات متزايدة لمقاومة الصقيع: الهياكل الهيدروليكية (الأكوام والجسور). حمام سباحة خارجي، وإمدادات المياه في الهواء الطلق، وهياكل الصرف الصحي،

ما هي مقاومة الصقيع وما هي طرق تحديدها؟ ما هي متطلبات مقاومة الصقيع لمواد السيراميك والجدران والكسوة؟

مقاومة الصقيع هي قدرة المادة المشبعة بالماء على تحمل التجميد والذوبان البديلين. يتم قياس مقاومة الصقيع للمادة بواسطة العلامة التجارية المقاومة للصقيع. تعتبر درجة مقاومة الصقيع للمادة هي أكبر عدد من دورات التجميد والذوبان المتناوب التي يمكن أن تتحملها عينات المواد دون تقليل قوة الضغط بأكثر من 15٪؛ بعد الاختبار، يجب ألا تحتوي العينات على أضرار مرئية - الشقوق والتقطيع (فقدان الكتلة لا يزيد عن 5٪).

تعتمد متانة مواد البناء في الهياكل المعرضة للعوامل الجوية والمياه على مقاومة الصقيع. يتم تحديد درجة مقاومة الصقيع من قبل المشروع، مع الأخذ بعين الاعتبار نوع الهيكل وظروف تشغيله والمناخ. تتميز الظروف المناخية بمتوسط ​​درجة الحرارة الشهرية لأبرد شهر وعدد دورات التجمد والذوبان المتناوبة حسب ملاحظات الأرصاد الجوية طويلة المدى. عادة ما تتمتع الخرسانة خفيفة الوزن والطوب والأحجار الخزفية للجدران الخارجية بمقاومة للصقيع تبلغ 15 و25 و35. ومع ذلك، يجب أن تكون الخرسانة المستخدمة في بناء الجسور والطرق بدرجة 50 و100 و200، والخرسانة الهيدروليكية - حتى 500. إن تأثير التجميد المتناوب على الخرسانة والذوبان يشبه التعرض المتكرر لأحمال الشد المتكررة التي تسبب إجهاد المادة.

يتم اختبار مقاومة الصقيع للمادة في المختبر على عينات من الأشكال والأحجام المحددة (مكعبات خرسانية، طوب، إلخ) قبل الاختبار، يتم تشبع العينات بالماء. بعد ذلك، يتم تجميدها في الثلاجة من -15 إلى -20 درجة مئوية بحيث يتجمد الماء في المسام الرقيقة. يتم إذابة العينات المأخوذة من غرفة التبريد في الماء عند درجة حرارة 15-20 درجة مئوية، مما يضمن الحالة المشبعة بالماء للعينات. الأساسية - أولاً (لجميع أنواع الخرسانة، باستثناء الخرسانة لرصف الطرق والمطارات) والثانية (للخرسانة لرصف الطرق والمطارات)؛ يتم تسريعه بالتجميد والذوبان المتكرر - يتم تسريع الثاني والثالث بتجميد واحد - الرابع (التوسعي) والخامس (الهيكلي الميكانيكي).

لتقييم مقاومة الصقيع للمادة، يتم استخدام طرق التحكم الفيزيائي، وقبل كل شيء، طريقة الموجات فوق الصوتية النبضية. بمساعدتها، يمكنك تتبع التغير في القوة أو معامل المرونة للخرسانة أثناء التجميد الدوري وتحديد درجة الخرسانة بناءً على مقاومتها للصقيع في دورات التجميد والذوبان، والتي يتوافق عددها مع الانخفاض المسموح به في القوة أو المرونة معامل.

فيما يتعلق بمقاومة الصقيع، يجب أن يتحمل الطوب الطيني العادي المشبع بالماء، دون أي علامات خارجية للتدمير (تقطيع الحواف، تقطيع الحواف والزوايا، التكسير)، ما لا يقل عن 15 دورة متكررة من التجميد المتناوب عند درجة حرارة -75 درجة مئوية وما دون، يليها الذوبان في الماء عند درجة حرارة 15 ±5 درجة مئوية.

يجب أن يتحمل الطوب خفيف الوزن، دون أي علامات مؤقتة للتدمير، ما لا يقل عن 10 دورات متكررة من التجميد المتناوب عند درجة حرارة -15 درجة مئوية أو أقل، يليها ذوبان عند درجة حرارة 15 ± 5 درجة مئوية.

يجب أن يتحمل الطوب المواجه، دون أي علامات تلف مرئية، ما لا يقل عن 25 دورة متكررة من التجميد المتناوب يليه الذوبان في الماء.

قدرة المادة المشبعة بالماء على تحمل التجمد والذوبان المتكررين بالتناوب دون ظهور علامات التدمير أو انخفاض كبير في الكثافة. يحدث التدمير بسبب زيادة حجم الماء الموجود في المسام بحوالي 9٪ عند تجميده. ويلاحظ أكبر توسع للمياه أثناء التحول إلى الجليد عند درجة حرارة -4 درجة مئوية؛ ولا يؤدي الانخفاض الإضافي في درجة الحرارة إلى زيادة حجم الجليد. عندما يتجمد الماء، تتعرض جدران المسام لضغط كبير ويمكن أن تنهار. عندما تمتلئ جميع المسام بالكامل بالماء، يمكن أن يحدث تدمير للمادة حتى مع تجميد واحد. عندما تكون المادة المسامية مشبعة بالماء، تمتلئ الشعيرات الدموية الكبيرة بشكل أساسي، وتمتلئ الشعيرات الدموية الدقيقة جزئيًا بالماء وتكون بمثابة مسام احتياطية يتم ضغط الماء فيها أثناء عملية التجميد. وبالتالي، فإن مقاومة الصقيع لمواد البناء تتحدد بحجم وطبيعة المسامية وظروف عملها.

كلما انخفض امتصاص الماء وزادت قوة الشد للمادة، زادت ارتفاعها. المواد الكثيفة مقاومة للصقيع. من بين المواد المسامية، فقط تلك المواد التي تحتوي بشكل أساسي على مسام مغلقة أو ماء تكون مقاومة للصقيع. يشغل أقل من 90% من المسام. تعتبر المادة مقاومة للصقيع إذا انخفضت قوتها بنسبة لا تزيد عن 15-25٪، بعد تحديد عدد دورات التجميد والذوبان في حالة مشبعة بالماء، ولا يتجاوز فقدان الوزن بسبب التقطيع 5٪. تتميز مقاومة الصقيع بعدد دورات التجميد المتناوب عند -15، -17 درجة مئوية والذوبان عند درجة حرارة 20 درجة مئوية. يعتمد عدد الدورات (الدرجة) التي يجب أن تتحملها المادة على ظروف خدمتها المستقبلية في الهيكل وعلى الظروف المناخية. بناءً على عدد دورات التجميد والذوبان التي يمكن تحملها (درجة مقاومة الصقيع)، يتم تقسيم المواد إلى درجات Mrz 10، 15، 25، 35، 50، 100، 150، 200 وأكثر. في ظروف المختبر، يتم التجميد في غرف التبريد. تعطي دورة أو دورتان من دورات التجميد في غرفة التبريد تأثيرًا يقارب 3-5 سنوات من التأثير الجوي.

توصيل حراري

خاصية المادة لنقل الحرارة من خلال سمكها من سطح إلى آخر. تتميز الناقلية الحرارية بكمية الحرارة (J) التي تمر عبر مادة سمكها 1 م ومساحة 1 م2 لمدة 1 ثانية عندما يكون فرق درجة الحرارة على الأسطح المتقابلة من المادة 1 درجة مئوية. تعتمد الموصلية الحرارية للمادة بشكل مباشر على تركيبها الكيميائي والمسامية والرطوبة ودرجة الحرارة التي يحدث عندها انتقال الحرارة. تتميز المواد الليفية بموصلات حرارية مختلفة اعتمادًا على اتجاه الحرارة بالنسبة للألياف (في الخشب، على سبيل المثال، تكون الموصلية الحرارية على طول الألياف أعلى بمرتين من الموصلية عبر الألياف). تتمتع المواد والمواد المسامية الدقيقة ذات المسام المغلقة بموصلية حرارية أكبر من المواد ذات المسام الكبيرة والمواد ذات المسام المترابطة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه في المسام الكبيرة والمترابطة، يتم تعزيز نقل الحرارة عن طريق الحمل الحراري، مما يزيد من إجمالي التوصيل الحراري.

مع زيادة رطوبة المادة، تزداد الموصلية الحرارية، لأن الماء لديه موصلية حرارية أكبر 25 مرة من الهواء. تزداد الموصلية الحرارية للمادة الخام بشكل أكبر مع انخفاض درجة حرارتها، لأن الموصلية الحرارية للجليد أكبر بعدة مرات من الموصلية الحرارية للماء. تعتبر الموصلية الحرارية للمادة ذات أهمية كبيرة عند بناء أغلفة المباني - الجدران والأسقف والأرضيات والأسطح. المواد الخفيفة والمسامية لديها موصلية حرارية قليلة. كلما زاد الوزن الحجمي للمادة، زادت موصليتها الحرارية. على سبيل المثال، معامل التوصيل الحراري للخرسانة الثقيلة ذات الوزن الحجمي 2400 كجم/م3 هو 1.25 كيلو كالوري/م-س-درجة، ومعامل التوصيل الحراري للخرسانة الرغوية ذات الوزن الحجمي 300 كجم/م3 هو 0.11 كيلو كالوري/م-س-درجة فقط.

السعة الحرارية

خاصية المادة لتراكم الحرارة عند تسخينها. عندما يتم تبريدها لاحقًا، فإن المواد ذات السعة الحرارية العالية تطلق المزيد من الحرارة. لذلك، عند استخدام مواد ذات قدرة حرارية متزايدة للجدران والأرضيات والأسقف وأجزاء أخرى من الغرفة، يمكن أن تظل درجة الحرارة في الغرف مستقرة لفترة طويلة.

معامل السعة الحرارية - كمية الحرارة اللازمة لتسخين 1 كجم من المادة في نظام التدفئة. تتمتع مواد البناء بمعامل سعة حرارية أقل من معامل السعة الحرارية للماء الذي يتمتع بأعلى سعة حرارية (4.2 كيلوجول/(كجم درجة مئوية)). عندما يتم ترطيب المواد، تزداد قدرتها الحرارية، ولكن في نفس الوقت، تزداد أيضًا الموصلية الحرارية.

تعد السعة الحرارية للمادة مهمة في الحالات التي يكون فيها من الضروري مراعاة تراكم الحرارة، على سبيل المثال، عند حساب المقاومة الحرارية لجدران وأسقف المباني الساخنة من أجل الحفاظ على درجة الحرارة في الغرفة دون تقلبات مفاجئة عندما يتغير الوضع الحراري عند حساب تسخين المواد للعمل في فصل الشتاء، عند حساب تصميم الأفران. في بعض الحالات، من الضروري حساب أبعاد الفرن باستخدام السعة الحرارية النوعية الحجمية - كمية الحرارة المطلوبة لتسخين 1 متر مكعب من المادة في النظام المنسق.

أمتصاص الماء

خاصية المادة لامتصاص الماء والاحتفاظ به عند الاتصال المباشر به. وتتميز بكمية الماء التي تمتصها المادة الجافة المغمورة تماما في الماء، ويعبر عنها بنسبة مئوية من الكتلة (امتصاص الماء بالكتلة).

كمية الماء التي تمتصها العينة مقسومة على حجمها هي امتصاص الماء على الحجم. يعكس امتصاص الماء من حيث الحجم درجة امتلاء مسام المادة بالماء. وبما أن الماء لا يخترق جميع المسام المغلقة ولا يتم الاحتفاظ به في الفراغات المفتوحة، فإن امتصاص الماء الحجمي يكون دائمًا أقل من المسامية الحقيقية. يكون امتصاص الماء الحجمي دائمًا أقل من 100%، ويمكن أن يكون امتصاص الماء بالكتلة أكثر من 100%.

يختلف امتصاص الماء في مواد البناء بشكل رئيسي حسب حجم المسام ونوعها وحجمها.

نتيجة للتشبع بالماء، تتغير خصائص المواد بشكل كبير: تزداد الكثافة وموصلية الماء، ويزداد حجم بعض المواد (مثل الخشب والطين). بسبب اختلال الروابط بين جزيئات المواد واختراق جزيئات الماء، تنخفض قوة مواد البناء.

معامل التليين

نسبة قوة الانضغاط لمادة مشبعة بالماء إلى قوة الانضغاط للمادة في الحالة الجافة. يميز معامل التليين مقاومة الماء للمادة. بالنسبة للمواد التي يسهل نقعها، مثل الطين، يكون معامل التليين هو 0. وبالنسبة للمواد التي تحتفظ بقوتها بالكامل عند تعرضها للماء (المعادن والزجاج وما إلى ذلك)، يكون معامل التليين هو 1. المواد التي بها معامل تليين أكثر من 0.8 تصنف على أنها مقاومة للماء. في الأماكن المعرضة للرطوبة المنتظمة، لا يجوز استخدام مواد البناء بمعامل تليين أقل من 0.8.

إطلاق الرطوبة

خاصية تحدد معدل تجفيف المادة في ظل الظروف البيئية (الرطوبة المنخفضة، التدفئة، حركة الهواء). يتميز فقدان الرطوبة بكمية الماء التي تفقدها المادة يوميًا عند رطوبة هواء نسبية تبلغ 60٪ ودرجة حرارة 20 درجة مئوية. في ظل الظروف الطبيعية، بسبب انتقال الرطوبة، بعد مرور بعض الوقت على الانتهاء من أعمال البناء، يتم إنشاء توازن بين محتوى الرطوبة في هياكل البناء والبيئة. تسمى حالة التوازن هذه بتوازن الهواء الجاف أو الهواء الرطب.

نفاذية الماء

قدرة المادة على تمرير الماء تحت الضغط. خاصية نفاذية الماء هي كمية الماء التي تمر عبر 1 م 2 من سطح المادة خلال ثانية واحدة عند ضغط 1 ميجا باسكال. المواد الكثيفة (الفولاذ والزجاج ومعظم البلاستيك) مقاومة للماء. تعتمد طريقة تحديد نفاذية الماء على نوع مادة البناء. تعتمد نفاذية الماء بشكل مباشر على كثافة المادة وبنيتها - فكلما زاد عدد المسام في المادة وكبر حجمها، زادت نفاذية الماء. عند اختيار مواد الأسقف والمواد الهيدروليكية، لا يتم تقييم نفاذية الماء في أغلب الأحيان، بل مقاومة الماء، والتي تتميز بفترة زمنية تظهر بعدها علامات تسرب المياه تحت ضغط معين أو قيمة محدودة لضغط الماء الذي يحدث عنده الماء لا تمر عبر العينة

مقاومة الهواء

قدرة المادة على تحمل الترطيب والتجفيف المنهجي المتكرر لفترة طويلة دون تشوه كبير وفقدان القوة الميكانيكية. تؤدي التغيرات في الرطوبة إلى تغير حجم العديد من المواد - فهي تنتفخ عندما تكون مبللة، وتتقلص عندما تجف، وتتشقق، وما إلى ذلك. تتصرف المواد المختلفة بشكل مختلف فيما يتعلق بعمل الرطوبة المتغيرة. الخرسانة، على سبيل المثال، مع الرطوبة المتغيرة عرضة للتدمير، لأن حجر الأسمنت يتقلص عندما يجف، والحشو لا يتفاعل عمليا - نتيجة لذلك، ينشأ إجهاد الشد، وحجر الأسمنت ممزق من الحشو. لزيادة مقاومة الهواء لمواد البناء، يتم استخدام إضافات مسعور.

تشوهات الرطوبة

التغيرات في حجم المادة وحجمها عندما تتغير رطوبتها. يسمى الانخفاض في حجم المادة وحجمها أثناء التجفيف بالانكماش أو الانكماش، وتسمى الزيادة بالتورم.

يحدث الانكماش ويزداد نتيجة نقص طبقات الماء المحيطة بجزيئات المادة وعمل القوى الشعرية الداخلية التي تعمل على تقريب جزيئات المادة من بعضها البعض. يرجع التورم إلى حقيقة أن جزيئات الماء القطبية، التي تخترق بين الجزيئات أو الألياف، تزيد من سماكة قذائفها المائية. تتميز المواد ذات البنية المسامية والألياف العالية التي يمكنها امتصاص الكثير من الماء بالانكماش العالي (على سبيل المثال، الخرسانة الخلوية 1-3 مم/م؛ الخرسانة الثقيلة 0.3-0.7 مم/م؛ الجرانيت 0.02-0.06 مم/م)؛ طوب السيراميك 0.03-0.1 مم/م.